【正文】 .................................................................................................... 22 A/D 轉換模塊 ................................................................................................................. 23 按鍵輸入模塊 ................................................................................................................ 23 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告紙 時鐘模塊 ........................................................................................................................ 24 液晶顯示輸出模塊 ........................................................................................................ 25 外圍存儲模塊 ................................................................................................................ 27 6. 系統(tǒng)調(diào)試 ................................................. 28 系統(tǒng) 硬件調(diào)試 ................................................................................................................ 28 .......................................................................................................... 28 .................................................................................................................. 28 系統(tǒng)軟件調(diào)試 ................................................................................................................ 28 系統(tǒng)整體調(diào)試 ................................................................................................................ 29 7. 結束語 .................................................. 29 謝 辭 ...................................................... 30 參考文獻 .................................................... 31 附 錄 ...................................................... 32 附錄一 硬件設計仿真圖 ..................................................................................................... 32 附錄二 硬件設計原理圖和 PCB 圖 ..................................................................................... 33 附錄三 檢測程序 ................................................................................................................. 34 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 1 頁 共 57 頁 引言 隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展，人民生活水平的迅速提高，中國逐漸步入“汽車社會”，酒后駕駛行為所造成事故越來越多，對社會的影響也越來越大，酒精正在成為越來越兇殘的“馬路殺手”。越來越多的交通事故在我們的身邊發(fā)生，讓人心痛，經(jīng)濟的發(fā)展，每個人都希望人的安全意識也該發(fā)展。此外，由交通事 故造成的經(jīng)濟損失也相當驚人。據(jù)事故調(diào)查統(tǒng)計，超過半數(shù)的車禍與飲酒有關。在全國各地加強查處酒后駕駛的力度，以減少由酒后駕駛造成的惡性交通事故。要查處就涉及到檢測人體內(nèi)的酒精含量和使用設備來進行檢測的問題。 本文研究設計了一種用于公共場所具有檢測及超限報警功能的酒精濃度智能測試儀。其設計方案基于 89C52 單片機， MQ3 酒精濃度傳感器。系統(tǒng)將傳感器輸出信號通過A/D 轉換電路調(diào)理后，經(jīng)由單片機進行數(shù)據(jù)處理，最后由 LCD 顯示酒精濃度值。從而讓駕車的人知道自己該在什么情況下可以開車，這是一個在現(xiàn)代生活很實用，很負責的一個設計，給社會帶來福音。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報 告用紙 第 2 頁 共 57 頁 1. 緒論 酒精濃度檢測儀開發(fā) 背景 酒精的重要作用，是逐漸使得腦部及神經(jīng)系統(tǒng)反應遲鈍 —— 這也是許多人喜歡適量飲酒的主要原因。喝一、兩杯酒對人有鎮(zhèn)定或松弛的作用。即使是少量的酒精，也沒有刺激振奮的作用，這跟許多人的想法正好相反。然而，酒精有時會造成抑制力明顯減弱，這會導致創(chuàng)造力的出現(xiàn)，或者是有時候會導致實際的侵略攻擊性行為。 根據(jù) WHO 數(shù)據(jù)，全球 2021 年的人均純酒精消費量為 ，其中歐洲地區(qū)人均達，美洲地區(qū)人均為 。俄羅斯及其周邊的東歐國家酒精消費量 最高，其次為歐洲其他國家。在人均國民生產(chǎn)總值（ GDP）低于 7000 美元的低收入國家，酒精消費量與人均 GDP 相關， GDP 越高酒精消費量越高。 受到酒精影響的司機通常會有如下特征：對信號燈反應慢；逆向行駛；搖擺不定、突然轉向、飄忽不定或在道路中線駕駛；亂踩剎車；轉彎幅度大；蛇形；沒有原因就停車；開車速度極慢；突然轉彎或違法轉彎；天黑時不開前燈。據(jù)統(tǒng)計，駕駛員酒后開車，其發(fā)生交通事故的比率為沒有飲酒情況下的 16 倍。由日常道路交通安全違法行為和交通肇事案例來看，機動車駕駛員酒后駕車約占 %；而摩托車交通肇事中 ，酒后駕駛的比例則高達 %。 酒后駕駛讓人付出了慘痛的代價，為了避免類似事故的發(fā)生，酒精濃度檢測儀隨之產(chǎn)生。 酒精濃度檢測儀的 發(fā)展 以對氣體中酒精含量進行檢測的設備有五種基本類型，即：燃料電池型（電化學）、半導體型、紅外線型、氣體色譜分析型、比色型。但由于價格和使用方便的原因，目前（截止 2021 年 8 月）常用的只有燃料電池型（電化學型）和半導體型兩種。 燃料電池是當前全世界都在廣泛研究的環(huán)保型能源，它可以直接把可燃氣體轉變成電能，而不產(chǎn)生污染，酒精傳感器只是燃料電池的一個分支。燃料電池酒精傳感器 采用貴金屬白金作為電極，在燃燒室內(nèi)充滿特種催化劑，使進入燃燒室內(nèi)的酒精充分燃燒轉變?yōu)殡娔?，也就是在兩個電極上產(chǎn)生電壓，電能消耗在外接負載上，此電壓與進入燃燒室內(nèi)氣體的酒精濃度成正比。 與半導體型相比，燃料電池型呼氣酒精測試儀具有穩(wěn)定性好，精度高，抗干擾性好的優(yōu)點。但是由于燃料電池酒精傳感器的結構要求非常精密，制造難度相當大，目前（ 2021 年）只有美國、英國、德國等少數(shù)幾個國家能夠生產(chǎn)，加上材料成本高，因此價格相當昂貴，是半導體酒精傳感器的幾十倍。 酒精濃度檢測儀 設計內(nèi)容 本論文主要完成酒精濃度檢測儀 軟件設計，設計內(nèi)容包括： A/D 轉換器程序、控制程序、超標報警、鍵盤檢測、數(shù)據(jù)顯示等。 本系統(tǒng)采用單片機為控制核心，以實現(xiàn)便攜式酒精濃度檢測儀的基本控制功能。系桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報 告用紙 第 3 頁 共 57 頁 統(tǒng)主要功能內(nèi)容包括：數(shù)據(jù)處理、時間設置、開始測量、超標報警、鍵盤檢測 本系統(tǒng)設計采用功能模塊化的設計思想，本論文內(nèi)容分為以下幾個章節(jié)：設計器件簡介和選擇；硬件的設計；軟件設計和系統(tǒng)調(diào)試。 2. 方案器件 簡介 硬件設計部分主要包括： MCU、 A/D、時鐘芯片、 LCD、外圍擴展數(shù)據(jù) RAM 等芯片的選擇，以下做一些器件的比較。 MCU 選擇的簡介 本系統(tǒng) 采用單片機為控制核心。單片機 /MCU 主要有 51 基本型和 52增強型，而相比之下 52 型比 51 型功能更為強大， ROM 和 RAM 存儲空間更大， 52 還兼容 51 指令系統(tǒng)?；诒鞠到y(tǒng)設計內(nèi)容的需要，綜合考慮后，我們選擇單片機 STC89C52 為控制核心；主要基于考慮 STC89C52 是無法解密低功耗 ,超低價高速，高可靠強抗靜電，強抗干擾 ,功能強大的單片機。 STC89C52 有 40個引腳， 32 個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口， 3 個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2 個全雙工串行通信口， 2個讀寫口線，片內(nèi)振蕩器及時鐘 電路， 89C5X 可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。同時 STC89C52 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止 CPU 的工作，但允許 RAM，定時 /計數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一個硬件復位。其將通用的微處理器和 Flash 存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的 Flash 存儲器可有效地降低開發(fā)本。 STC 單片機有 PDIP、 PQFP/TQFP 及 PLCC 等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求。 STC89C52 單片機單片機引腳功能（如圖 ）： ?Vcc：電源電壓 ?GND：地 圖 單片機引腳圖 ?P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口 P0寫“ 1”時，可作為高阻抗輸入端用。 桂林電子科技大學畢業(yè)設計（論文）報 告用紙 第 4 頁 共 57 頁 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低 8位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問器件激活內(nèi)部上拉電阻。 在 Flash 編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 ?P1 口： P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 與 AT89C51 不同之處是， 和 還可分別作為定時 /計數(shù)器 2的外部計數(shù)輸入（ ）和輸入 ()，參見 表 21。 Flash 編程和程序校驗期間， P1 接收低 8 位地址。表 21為 和 的第二功能 表 21 ?P2 口： P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對端口 P2寫“ 1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，同時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（ IIL）。 在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOV@DPTR 指令）時 ， P2 口送出高 8位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 MOV@RI 指令）時， P2 口輸出 P2 鎖存器的內(nèi)容。 Flash 編程或校驗時， P2亦接收高位地址和一些控制信號。 ?P3 口： P3口是 一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8位雙向 I/O 口。 P3口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。對 P3口寫入‘ 1’時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流（ IIL）。 P3 口作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 22所示： 此外， P3 口還接收 一些用于 Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 ?RST：復位輸入。當振蕩器工作時， RST 引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。 ?ALE ：當訪問